專利名稱：一種加成型硫化橡膠的制作方法
技術領域：
本發明涉及橡膠技術領域，更具體地，本發明涉及一種加成型硫化橡膠。
背景技術：
高溫硫化橡膠是高溫混煉膠及各種硫化橡膠的基礎膠，使用溫度在-5 250°C，使用氣相白炭黑改性后的高溫硫化橡膠具有良好的耐熱、耐寒性、耐臭氧、耐水蒸氣以及耐化學試劑性；良好的壓縮永久變形性；良好的電絕緣性。作為一類特種合成橡膠，它已在航空航天、國防軍工、電子電氣、機械制造、建筑建材、石油化工、醫療衛生、日常生活等國民經濟各個領域得到了廣泛的應用，并成為必不可少的先進材料。高溫硫化硅橡膠的交聯主要是通過有機過氧化物來實現的，而特定的過氧化物在高于100°C的條件下分解，產生高活性的化學自由基，這些自由基引發兩個聚硅氧烷鏈的交聯。每個聚合物鏈一般具有20-40個交聯點，該數目不足以產生所需的機械強度，從而影響其耐熱、耐寒性、耐臭氧等性能。
發明內容
本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本發明的一個目的在于提出一種耐熱性、耐寒性好，具有良好的壓縮永久變形性和電絕緣性的加成型硫化橡膠。根據本發明實施例的加成型硫化橡膠，所述加成型硫化橡膠由橡膠原料通過聚合得到，所述橡膠原料中含有100重量份的生膠和40 60重量份的填料，所述填料為氣相二氧化硅，其中，所述生膠通過I I. 5份的交聯劑在第一催化劑作用下發生聚合來制備所述加成型硫化橡膠。根據本發明實施例的加成型硫化橡膠，具有良好的耐熱性、耐寒性、耐臭氧、耐水蒸氣及耐化學試劑性，并且具有良好的壓縮永久變形性和良好的電絕緣性。另外，根據本發明上述實施例的加成型硫化橡膠,還可以具有如下附加的技術特征根據本發明的一個實施例，所述第一催化劑為氯鉬酸的異丙醇溶液或雙封頭溶液，所述第一催化劑中鉬的質量與所述橡膠原料的質量比為15 35 1000o根據本發明的一個實施例，所述填料通過5 12重量份的結構化控制劑進行改性。根據本發明的一個實施例，所述結構化控制劑為選自二元醇、二有機基環硅醚、二有機基硅二醇、烷氧基硅烷、羥基硅油、含Si-N鍵的有機硅化合物、含Si-O-B鍵的有機硅化合物中的一種或多種。根據本發明的一個實施例，所述生膠為甲基乙烯基硅橡膠生膠，所述甲基乙烯基硅橡膠生膠由八甲基環四硅氧烷或二甲基環硅氧烷混合物和四甲基四乙烯基環四硅氧烷或甲基乙烯基環硅氧烷混合物在第二催化劑的催化作用下開環聚合得到。根據本發明的一個實施例，所述第二催化劑為Me4NOH,催化反應溫度為90 110。。。根據本發明的一個實施例，所述交聯劑為乙烯基聚硅氧烷或甲基含氫硅油。根據本發明的一個實施例，所述橡膠原料中還添加有I. 5 3重量份的助劑，所述助劑為選自顏料、耐熱添加劑、阻燃劑、發泡劑中的一種或多種。根據本發明的一個實施例，所述加成型硫化橡膠垂直放置形變量不大于2. 5mm，水平放置不發生變形；所述加成型硫化橡膠的擠出性不大于10s，表干時間不大于3h ;邵爾硬度為20 60，所述加成型硫化橡膠在23°C下拉伸強度不小于0. 65MP。本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據本發明的加成型硫化橡膠的制備方法的流程示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。首先，參考圖I描述根據本發明的加成型硫化橡膠的制備方法的流程。具體地，本發明的加成型硫化橡膠的制備方法包括以下步驟a)提供100重量份的生膠和40 60重量份的填料，并將所述生膠和填料進行真空捏合，得到捏合物，其中，所述填料為氣相二氧化硅；b)將5 12重量份的結構化控制劑、I I. 5份的交聯劑和第一催化劑加入所述捏合物，攪拌得到加成型硫化橡膠產物。根據本發明的加成型硫化橡膠的制備方法，該方法操作簡單，實施方便，并且制備條件溫和，采用氣相二氧化硅作為填料，可以具有類似于炭黑的補強作用，利用氣相二氧化硅微粒之間的相互作用以及微粒與聚合物基體之間的相互作用改性制得的加成型硫化橡膠具有良好的耐熱性、耐寒性、耐臭氧、耐水蒸氣及耐化學試劑性，并且具有良好的壓縮永久變形性和良好的電絕緣性。其中，所述第一催化劑最常用的為氯鉬酸，其應用方式為溶液，例如可以是異丙醇溶液或雙封頭溶液，所述第一催化劑中鉬的質量與橡膠原料的質量比為15 35 1000o在所述步驟a)中，所述生膠為甲基乙烯基硅橡膠生膠。關于所述甲基乙烯基硅橡膠生膠，需要理解的是，所述甲基乙烯基硅橡膠生膠由八甲基環四硅氧烷(D4)或二甲基環硅氧烷混合物(DMC)和四甲基四乙烯基環四硅氧烷(D4Vi)或甲基乙烯基環硅氧烷混合物(VMC)在第二催化劑的催化作用下開環聚合得到。所述第二催化劑為四甲基氫氧化銨(Me4NOH),催化反應溫度優選為90 110°C。為了增加所述加成型硫化橡膠的功能和特性，可以根據需要增加I. 5 3重量份的助劑，所述助劑可以為選自顏料、耐熱添加劑、阻燃劑、發泡劑中的一種或多種。所述顏料、耐熱添加劑、阻燃劑、發泡劑可以為化工領域常用的顏料、耐熱添加劑、阻燃劑、發泡劑。由此制得的加成型硫化橡膠可以具有特定的顏色、耐熱性、耐燃性及其他特性。關于所述捏合的條件，優選捏合溫度為110 130°C，捏合壓力為0.070MPa
0.080MPa，捏合時間為3 5h。在所述步驟b)中，所述結構化控制劑是與氣相二氧化硅表面的硅羥基作用使其失活，改善氣相二氧化硅粒子與生膠之間的親和性，控制氣相二氧化硅對生膠分子的物理吸附和化學結合，抑制氫鍵的生成，從而達到防止結構化的目的。考慮到成本問題，優選地，所述結構化控制劑為選自二元醇、二有機基環硅醚、二有機基硅二醇、烷氧基硅烷、羥基硅油、含Si-N鍵的有機硅化合物、含Si-O-B鍵的有機硅化合物中的一種或多種。其中，較常用的有環硅氮烷、六甲基二硅氮烷、二苯基硅二醇和低摩爾質量的羥基硅油。關于所述交聯劑，需要理解的是，所述交聯劑的選擇沒有特殊限制，優選地，所述 交聯劑可以為乙烯基聚硅氧烷或甲基含氫硅油。關于所述攪拌的條件，優選的，攪拌壓力為0. 095MPa 0. IOOMPa0為了將所述加成型硫化橡膠進行加工以便于運輸和使用，還可將所述加成型硫化橡膠進行進一步加工。其具體操作可以為將所述加成型硫化橡膠通過灌裝機分裝成只，并控制質量指標如下所述加成型硫化橡膠垂直放置形變量不大于2. 5_，水平放置不發生變形；所述加成型硫化橡膠的擠出性不大于10s，表干時間不大于3h ;邵爾硬度為20 60，所述加成型硫化橡膠在23°C下拉伸強度不小于0. 65MP。下面具體描述根據上述制備方法制備所得的加成型硫化橡膠。所述加成型硫化橡膠由橡膠原料通過聚合得到，所述橡膠原料中含有100重量份的生膠和40 60重量份的填料，所述填料為氣相二氧化硅，其中，所述生膠通過I I. 5份的交聯劑在第一催化劑作用下發生聚合來制備所述加成型硫化橡膠。在一個示例中，所述第一催化劑最常用的為氯鉬酸，其應用方式為溶液，例如可以是異丙醇溶液或雙封頭溶液，所述第一催化劑中鉬的質量與所述橡膠原料的質量比為15 35 1000o在一個示例中，所述填料通過5 12重量份的結構化控制劑進行改性。所述結構化控制劑是與氣相二氧化硅表面的硅羥基作用使其失活，改善氣相二氧化硅粒子與生膠之間的親和性，控制氣相二氧化硅對生膠分子的物理吸附和化學結合，抑制氫鍵的生成，從而達到防止結構化的目的。考慮到成本問題，優選地，所述結構化控制劑為選自二元醇、二有機基環硅醚、二有機基硅二醇、烷氧基硅烷、羥基硅油、含Si-N鍵的有機硅化合物、含Si-O-B鍵的有機娃化合物中的一種或多種。其中，較常用的有環娃氮燒、六甲基二娃氮燒、二苯基硅二醇和低摩爾質量的羥基硅油。在一個示例中，所述生膠為甲基乙烯基硅橡膠生膠。關于所述甲基乙烯基硅橡膠生膠，需要理解的是，所述甲基乙烯基硅橡膠生膠由八甲基環四硅氧烷(D4)或二甲基環硅氧烷混合物(DMC)和四甲基四乙烯基環四硅氧烷(D4Vi)或甲基乙烯基環硅氧烷混合物(VMC)在第二催化劑的催化作用下開環聚合得到。所述第二催化劑為四甲基氫氧化銨(Me4NOH),催化反應溫度優選為90 110°C。在一個示例中，所述交聯劑為乙烯基聚硅氧烷或甲基含氫硅油。
在一個示例中，所述橡膠原料中還添加有I. 5 3重量份的助劑，所述助劑為選自顏料、耐熱添加劑、阻燃劑、發泡劑中的一種或多種。由此制得的加成型硫化橡膠可以具有特定的顏色、耐熱性、耐燃性及其他特性。在一個示例中，所述加成型硫化橡膠垂直放置形變量不大于2. 5_，水平放置不發生變形；所述加成型硫化橡膠的擠出性不大于10s，表干時間不大于3h ;邵爾硬度為20 60，所述加成型硫化橡膠在23°C下拉伸強度不小于0. 65MP。下面結合具體實施例描述根據本發明的加成型硫化橡膠的制備方法。實施例I取100重量份的甲基乙烯基硅橡膠生膠，40 60重量份的氣相二氧化硅，I I. 5重量份的交聯劑，進行真空捏合，捏合溫度為110 130°C，捏合壓力為0. 07 0. OSMpaJS合時間為3 5h。 取5 12重量。份的環硅氮烷，加入15 35ug/g(以Pt計)的第一催化劑發生聚合，在真空度-0. 095 0. IOOMpa,加助劑I. 5 3重量份C膠(四溴雙酚A)時氮氣保護，使用行星機高速、低速攪拌并達到要求細度< 50i!m ;稠度9. 3 10. 3，得到加成型硫化橡膠產物。將加成型硫化橡膠產物通過灌裝機分裝成只，控制指標為垂直放置形變量不大于
2.5mm，水平放置不發生變形；所述加成型硫化橡膠的擠出性不大于10s，表干時間不大于3h ;邵爾硬度為20 60，所述加成型硫化橡膠在23°C下拉伸強度不小于0. 65MP，得到加成型硫化橡膠。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種加成型硫化橡膠，其特征在于，所述加成型硫化橡膠由橡膠原料通過聚合得到，所述橡膠原料中含有100重量份的生膠和40 60重量份的填料，所述填料為氣相二氧化硅，其中，所述生膠通過I I. 5份的交聯劑在第一催化劑作用下發生聚合來制備所述加成型硫化橡膠。
2.根據權利要求I所述的加成型硫化橡膠，其特征在于，所述第一催化劑為氯鉬酸的異丙醇溶液或雙封頭溶液，所述第一催化劑中鉬的質量與所述橡膠原料的質量比為15 35 1000o
3.根據權利要求I所述的加成型硫化橡膠，其特征在于，所述填料通過5 12重量份的結構化控制劑進行改性。
4.根據權利要求4所述的加成型硫化橡膠，其特征在于，所述結構化控制劑為選自二元醇、二有機基環硅醚、二有機基硅二醇、烷氧基硅烷、羥基硅油、含Si-N鍵的有機硅化合物、含Si-O-B鍵的有機硅化合物中的一種或多種。
5.根據權利要求I所述的加成型硫化橡膠，其特征在于，所述生膠為甲基乙烯基硅橡膠生膠，所述甲基乙烯基硅橡膠生膠由八甲基環四硅氧烷或二甲基環硅氧烷混合物和四甲基四乙烯基環四硅氧烷或甲基乙烯基環硅氧烷混合物在第二催化劑的催化作用下開環聚合得到。
6.根據權利要求5所述的加成型硫化橡膠，其特征在于，所述第二催化劑為Me4N0H，催化反應溫度為90 110°C。
7.根據權利要求I所述的加成型硫化橡膠，其特征在于，所述交聯劑為乙烯基聚硅氧燒或甲基含氫娃油。
8.根據權利要求I所述的加成型硫化橡膠，其特征在于，所述橡膠原料中還添加有I.5 3重量份的助劑，所述助劑為選自顏料、耐熱添加劑、阻燃劑、發泡劑中的一種或多種。
9.根據權利要求1-8任一項所述的加成型硫化橡膠，其特征在于，所述加成型硫化橡膠垂直放置形變量不大于2. 5_，水平放置不發生變形；所述加成型硫化橡膠的擠出性不大于10s，表干時間不大于3h ;邵爾硬度為20 60，所述加成型硫化橡膠在23°C下拉伸強度不小于0. 65MP。
全文摘要
本發明公開了一種加成型硫化橡膠，所述加成型硫化橡膠由橡膠原料通過聚合得到，所述橡膠原料中含有100重量份的生膠和40～60重量份的填料，所述填料為氣相二氧化硅，其中，所述生膠通過1～1.5份的交聯劑在第一催化劑作用下發生聚合來制備所述加成型硫化橡膠。根據本發明實施例的加成型硫化橡膠，具有良好的耐熱性、耐寒性、耐臭氧、耐水蒸氣及耐化學試劑性，并且具有良好的壓縮永久變形性和良好的電絕緣性。
文檔編號C08K3/36GK102775794SQ20121024182
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月12日 優先權日2012年7月12日
發明者嚴大洲, 毋克力, 湯傳斌, 肖榮暉, 謝正和 申請人:中國恩菲工程技術有限公司, 洛陽中硅高科技有限公司